浅析承插型盘扣式钢管支架体系在市政桥梁工程中的应用

王顺利

（甘肃工程建设监理有限公司，甘肃 兰州 730030）

1 承插型盘扣式钢管支架体系施工工艺控制措施

1.1 专项施工方案的设计

在本次桥梁工程设计中，以现浇箱梁为主体结构，其总长度为175 m，整个桥梁的宽度达到了38 m。桥梁上部结构分幅设计，截面采用单箱三室直腹板截面形式，截面变化曲线按2.5 次抛物线渐变。上部结构混凝土总方量6 690 m3，钢筋1 318 t。考虑到上部结构荷载较大，选择承插型盘扣式钢管支架体系更为安全可靠，并进行专项方案设计。设计内容包括施工技术参数、技术措施、监测监控及支架简算等。对于桥梁支架的搭设，考虑到其跨度高于标准需求，具有一定的危险系数，所以在方案规划完成之后，应该由监理单位进行二次审查，审查确定没有问题之后才可以施工。

1.2 盘扣支架材料管理

材料质量是保证支架体系安全可靠的第一道关口，进场后应重点查验管材产品标识及产品质量合格证、产品主要技术参数及产品使用说明书，对管径、构件壁厚等抽样核查，钢管壁厚是保证结构承载力的重要条件。在材料选择上，要对材料质量进行严格的监控，材料的整体性能要与国家标准相贴合，对于材料管理，要从整体角度出发，确保材料表面质量没有问题，表面光滑，没有任何错位、裂痕的情况，如果在检查过程中发现材料存在裂纹的情况，或者其他损伤性情况，要及时将这类材料清理出场。

1.3 盘扣支架搭设

1.3.1 支架基础

考虑到支架上部荷载较大，经对地基承载力进行验算需要对支架地基0.8 m 范围内的软弱土采用砂砾石分层换填处理，采用大型压路机分层压实，要求压实度不小于0.97，地基载力不小于200 Kpa。再浇筑20 cm 的C25 混凝土基础进行硬化处理，并形成从中间向两侧0.5%的横坡。在支架外侧修筑40 cm×50 cm 的纵向排水沟，将支架基础内的雨水通过排水沟引排。防止了雨水对支架基础浸泡而造成地基沉降。

1.3.2 支架搭设要点

（1）作业前，首先对作业工人进行技术和安全交底。施工所用的材料和机具准备齐全，具备作业条件。按照施工工艺流程进行脚手架搭设，搭设过程中如有构配件、杆件等质量问题，坚决不得使用。

（2）支架搭设是一个综合性的过程，在搭设的时候，需要做好相关准备工作，正式搭设之前，用全站仪确定好预设位置，在浇筑梁硬化位置区域投射影线，将白灰按照影线轨迹进行投放，形成一条明显的标记线，根据标记线的运行轨迹确定两侧的中心点，对放样点进行检查，看是否存在偏差。

（3）施工人员根据支架纵、横点，安装底托，搭设第1 层纵横向水平杆。搭设完成后，由施工班组用拉线方式，调整纵横向水平杆的线形，并用水准仪测量支架标高，及时调整底托高度，防止支架搭设到顶面时出现大面积的调整节。搭设次序为安装一层立杆、安装一层水平杆、安装一层竖向斜杆，并且检查纵横向水平杆的线形以及垂直度[1]。

（4）在安装好立杆和水平杆之后，需要从整个杆体结构出发，对支架结构稳定性进行综合性检查，主要方式是在中间层用水平剪刀进行连接，通过连接使扣件与支架形成一个稳定的连接关系，立杆的节点连接距离最好在15 cm 以内，以此为标准形成闭环体系。

按要求将墩身“抱柱”与盘扣架体相连接。水平剪刀撑在墩身附近时与墩身“抱柱”相连接，使支架与主体结构连接更加牢靠。安排专人检查支架盘扣插销的松紧情况。

（5）支撑架搭设到顶层时，应对顶部标高进行复核，为顶托安装调整标高提供依据。在高空作业过程中，需要注意的地方比较多，高空作业存在一定的安全系数，为了确保施工过程中人员的安全性，可以调高地面的顶托伸出量，以支架顶面的方式进行衔接，安装好顶托结构后，以底层高度的大小合理协调控制点的连接距离，确保顶部拖高的准确性。对于顶托的伸出量，最好使用标记线进行标注，以内线拉伸的方式进行内插，调整好顶托的内部标高距离，将顶托伸出量控制在一个合理的范围之内，以有序化的方式进行施工，不能跳着施工，要严格按照施工顺序一步一步来，确保施工的合理性[2]。

（6）支架主要由顶托、立杆、水平横杆、底托、竖向斜杆及水平剪刀撑组成。盘扣支架横桥向，在腹板及倒角处按60 cm 布置、在箱梁空腔底板处按照120 cm 布置，在翼缘板下按120 cm 布置。盘扣支架纵桥向，标准截面段120 cm 布置、底板变厚段由墩中心向跨中方向按60 cm+90 cm 组合布置；最底层水平杆步距按100 cm 布置，水平杆其他部位按标准步距150 cm 布置。为保证支架整体稳定性，施工时最上层水平杆间距0.5 m，从顶往下层全部为1.5 m，减小顶端水平杆间距。竖向斜杆为满布形式；水平剪刀撑按5个标准步距（6 m）设置一道布置，并且封闭成环[3]。

1.4 盘扣支架搭设验收

支架搭设完毕后一定要组织验收，验收通过后才能进行开展下一步的工作，主要验收事项如下：

（1）检查盘扣支架架体的平面位置、立体几何尺寸、各杆件尺寸及间距。

（2）支架基础坚实、平整、牢固，支架底座与基础联接密贴。立杆与基础间应无松动，悬空现象，底座、支垫应符合规定，保证支架及各杆件受力的整体均匀性。

（3）检查架体立体尺寸、搭设方法和斜杆、水平剪刀撑等设置，斜杆、剪刀撑设置并连接锁定。

（4）检查竖向斜杆的销子打紧，检查各种杆间的安装部位、数量、形式等。

（5）检查各项安全防护措施是否到位。

①脚手架的垂直度与水平度允许偏差应符合一定的要求；

②可调托座及可调底座伸出水平杆的悬臂长度必须符合安全规程限定要求；

③支架顶部纵、横梁及模板之间是否密贴，是否连接为整体；

④支架周围隔离、警戒措施是否齐备，施工专用上下搭设的通道及安全、防落网是否设置完全。

1.5 支架预压

1.5.1 预压目的

在支架安装过程中，应注意的地方比较多，很多施工环节都需要落实到位，其中支架预压是不可或缺的一个环节，它采用结构压力模拟的方式进行调整，达到对支架整体稳定性检查的一个目的，能够有效消除外界因素的影响。

1.5.2 预压荷载计算

依据设计要求预压重量不得小于结构恒载1.3倍（现浇梁支架预压重量为23 037.8 t，采用沙袋预压）。预压过程全程模拟混凝土浇筑过程，先压载腹板区域，后压底板，预压块厚度全程模拟浇筑混凝土厚度，并且按分级重量进行压载。

1.5.3 预压方式

支架搭设完在其上铺设纵横向分配梁，在分配梁上铺设竹胶板。预压分4 级进行，第1 级荷载控制在总荷载的30%，第2 级荷载控制在总荷载的60%，第3 级荷载控制在总荷载的80%，第4 级荷载加载至100%[4]。

1.5.4 观测点布设

在堆载区设置系统测量点，在盘扣支架顶面及对应支架基础混凝土面2个部位均必须进行沉降观测。每个腹板加中心与支墩位置、1/4 跨、1/2 跨、3/4跨的交点位置设置观测点，每个横断面共计5 个观测点，共计25 个观测点，并且基础监测点与支架监测点投影位置相对应，见图1。

图1 预压观测点横断面布置图

1.5.5 沉降观测及堆载

对于观测点的测量，要做好各个方面的衔接工作，一般是测量完成之后再进行加载，加载是一个持续性的过程，具有一定的层级性，也就是说，完成一个层级的加载，就停止这一层级的加载，然后转入下一层级的加载，中间每间隔12 h 就对其支架结构进行观测，观测主要是针对于支架的顶部和基础沉降点，当沉降量达到一定标准之后才可以进行下一层级的加载。对于支架预压的合格判定，一般是加载到100%为标准[5]。

1.6 支架拆除

（1）支架的拆除需要满足一定的应力标准，需要待箱梁的应力和拉力都达到满强度标准才可以，而且支架拆除都是有方案规划的，要严格按照方案内容执行，采用先搭后拆的方式，由上至下，一层一层地进行拆除，禁止多层一起拆除。

（2）架体拆除顺序为由跨中向两端墩柱处对称卸落。具有一定的结构性，从整体结构出发，一一分化之后再进行拆除，首先拆除的是悬臂部分，然后从中间两端进行对向性延伸拆除，要一步一步进行拆卸，每个步骤都要准确，控制拆卸的力度，不能过大[6]。

（3）当判定支架稳定合格后，可进行卸载，按照100%→70%→40%→20%的顺序进行分级卸载，并做好观测记录。支架预压逐级卸载，预压荷载应对称、均衡、同步进行。

（4）数据分析压载完成后，对沉降观测数据整理，确定非弹性沉降和弹性沉降的数据。以便调整底模标高。

2 承插型盘扣式钢管支架体系安全控制要点

针对承插型盘扣式钢管支架体系在工程应用中的安全控制，应重点做好以下几点：（1）从整个承插型盘扣式钢管支架来看，失稳坍塌对于整个支架结构都有极大的影响，这是一个破坏性行为，我们主要采用单立杆的方式进行稳定性验算，在这个过程中，强化对支架的协调性规划；（2）钢管支架的立杆顶部有着一定的调节性，竖向立杆的悬臂长度不能过大，会使得支架结构出现坍塌的风险，一般控制在650 mm以内，在架体的顶层结构，端口接头和连接盘形成一个连接体系，见图2；（3）加强对分段结构的检测力度，看水平杆端口连接是否正常；（4）混凝土浇筑过程中，应派专人观测模板支架的工作状态，测量人员随时监测支架及基础沉降量是否超过允许值。

图2 带可调拖座伸出顶层水平的悬臂长度

3 结束语

综上所述，目前在市政桥梁施工过程中，国家对市政桥梁基础设施建设的规划提出了更高更严的要求，建设规模也发生了很大的变化，桥梁上部结构体量和规模越来越大，结构构造形式越来越新颖。因此在进行桥梁施工中，制定一个完善的支架体系专项方案，严格控制各道施工工艺显得尤为重要。只有确保桥梁支架体系的安全性和可靠性，才能保证每道工序有序进行，从而促进市政桥梁工程的良好发展。